(57)【要約】【課題】二次汚染を引き起こすことなく、鉛弾の散在した汚染土壌から汚染源である鉛弾を回収することができる鉛弾回収システム及び方法を提供する。【解決手段】鉛弾が散在した土砂を受け入れるホッパ２１１と、このホッパ２１１に接続され、少なくとも一箇所の曲成部２１２、及びこの曲成部２１２の下流側に設けられた立ち上がり部２１３を有する土砂粉砕及び鉛弾分級用の管路２１４と、この管路２１４に接続され、管路２１４に空気流を供給するエアタンク２１６と、管路２１４中を流れる空気流の流速を、立ち上がり部２１３で土砂が上昇し土砂に含まれる鉛弾が下降するように調整する拡口部材２１７とを備える。【選択図】  図１
2005230640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛弾が散在した土砂を受け入れるホッパと、
このホッパに接続され、少なくとも一箇所の曲成部、及びこの曲成部の下流側に設けられた立ち上がり部を有する土砂粉砕及び鉛弾分級用の管路と、
この管路に接続され、前記管路に空気流を供給する空気供給手段と、
前記管路中を流れる空気流の流速を、前記立ち上がり部で土砂が上昇し土砂に含まれる鉛弾が下降するように調整する流速調整手段と
を備えたことを特徴とする鉛弾回収システム。
【請求項２】
鉛弾が散在した土砂を受け入れるホッパと、
このホッパに接続され、少なくとも一箇所の曲成部、及びこの曲成部の下流側に設けられた立ち上がり部を有する土砂粉砕及び鉛弾分級用の管路と、
この管路における、少なくとも前記曲成部を含む複数箇所に取り付けた噴射ノズルと、
前記管路に接続され、前記管路及び前記噴射ノズルに空気流を供給する空気供給手段と、
前記管路中を流れる空気流の流速を、前記立ち上がり部で土砂が上昇し土砂に含まれる鉛弾が下降するように調整する流速調整手段と
を備えたことを特徴とする鉛弾回収システム。
【請求項３】
前記噴射ノズルは、土砂に推進力を与える空気流を射出する加速射出ノズルと、土砂を粉砕する空気流を射出する対向射出ノズルとを含むことを特徴とする請求項２に記載の鉛弾回収システム。
【請求項４】
前記管路の下流側に接続され、前記管路から排出された土砂を捕集するフィルタを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鉛弾回収システム。
【請求項５】
前記管路から排出された鉛弾を、交番磁界の作用によって選別し回収する鉛弾回収装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の鉛弾回収システム。
【請求項６】
少なくとも一箇所の曲成部、及びこの曲成部の下流側に設けられた立ち上がり部を有する管路に、鉛弾が散在した土砂を供給し、
前記管路中を流れる空気流に同伴させて土砂を乾燥させつつ搬送し、前記曲成部に衝突させて粉砕した後、
土砂と鉛弾との終末速度の差を利用して、前記立ち上がり部にて、土砂を上昇させ土砂に含まれる鉛弾を下降させることにより、土砂から鉛弾を分級する
ことを特徴とする鉛弾回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、射撃場等に代表される鉛弾が散在した土壌からその汚染源である鉛弾を分離・回収する鉛弾分離回収システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各地の射撃場の多くで鉛散弾が使用されてきた。射撃で用いる鉛散弾には、１実包当たりに直径２〜４ｍｍ程度の小さな球状の鉛弾が３００〜５００個程度含有されており、射撃場によっては年間２０トン前後もの鉛弾が使用されている。一般に、射撃場の敷地は広大で、広範囲に散在した極めて小さな鉛弾を回収するには、膨大な費用と多大な労力及び時間とを要することもあり、従来、射出された鉛弾は、射撃場の敷地内に放置されたままになっていた。
【０００３】
ところが、近年、放置された鉛弾を汚染源とした土壌汚染が顕在化してきている。こうした鉛弾が散在した射撃場等に代表されるような鉛弾が散在した土壌汚染の対策としては、汚染源である鉛弾を土壌から除去する他ないが、例えば屋外の射撃場等において、鉛弾は必ずしも地表面に留まっているものばかりでなく、草木や堆積した落葉によって隠れていたり、或いは自重によって長い年月の間に地中深く埋没したりしているものも多く、回収が困難な場合も少なくない。
それに対し、汚染土壌を掘削し、掘削した土砂に加水しながら湿式分級処理を行った後、比重分離を組み合わせることで金属片を回収する方法が提唱されている（例えば、非特許文献１等参照）。
【０００４】
【非特許文献１】渕田滋  外４名，「金属片を含む重金属汚染土壌からの金属片回収方法および浄化法」，第８回地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会講演集，第８回地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会実行委員会，２００２年６月，ｐ．２９９−３００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術においては、掘削した汚染土壌に加水しながら分級する湿式分級を採用しているため、分級の際に大量の処理水を必要とする。この方法で土壌に散在した鉛弾を回収する場合、大量に使用する処理水に、例えば土壌中に溶出していた鉛が溶け込んで、その結果、その処理水が新たな汚染源となり、この新たな汚染源が周囲に飛散することによる二次汚染を引き起こしてしまう可能性もある。
【０００６】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、二次汚染を引き起こすことなく、鉛弾の散在した汚染土壌から汚染源である鉛弾を回収することができる鉛弾回収システム及び方法を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の目的を達成するために、第１の発明は、鉛弾が散在した土砂を受け入れるホッパと、このホッパに接続され、少なくとも一箇所の曲成部、及びこの曲成部の下流側に設けられた立ち上がり部を有する土砂粉砕及び鉛弾分級用の管路と、この管路に接続され、前記管路に空気流を供給する空気供給手段と、前記管路中を流れる空気流の流速を、前記立ち上がり部で土砂が上昇し土砂に含まれる鉛弾が下降するように調整する流速調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、鉛弾が散在した土砂を受け入れるホッパと、このホッパに接続され、少なくとも一箇所の曲成部、及びこの曲成部の下流側に設けられた立ち上がり部を有する土砂粉砕及び鉛弾分級用の管路と、この管路における、少なくとも前記曲成部を含む複数箇所に取り付けた噴射ノズルと、前記管路に接続され、前記管路及び前記噴射ノズルに空気流を供給する空気供給手段と、前記管路中を流れる空気流の流速を、前記立ち上がり部で土砂が上昇し土砂に含まれる鉛弾が下降するように調整する流速調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、前記噴射ノズルは、土砂に推進力を与える空気流を射出する加速射出ノズルと、土砂を粉砕する空気流を射出する対向射出ノズルとを含むことを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記管路の下流側に接続され、前記管路から排出された土砂を捕集するフィルタを備えたことを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記管路から排出された鉛弾を、交番磁界の作用によって選別し回収する鉛弾回収装置を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、少なくとも一箇所の曲成部、及びこの曲成部の下流側に設けられた立ち上がり部を有する管路に、鉛弾が散在した土砂を供給し、前記管路中を流れる空気流に同伴させて土砂を乾燥させつつ搬送し、前記曲成部に衝突させて粉砕した後、土砂と鉛弾との終末速度の差を利用して、前記立ち上がり部にて、土砂を上昇させ土砂に含まれる鉛弾を下降させることにより、土砂から鉛弾を分級することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、管路内に流れる空気流の中に土砂を投入することにより、土砂を乾燥させつつ、さらに管路の曲成部に土砂を衝突させて粉砕させ、終末速度の差から鉛弾を土砂から分級することができる。こうして乾式で容易に鉛弾を回収することができるので、土砂に溶出した鉛が処理水に溶け込んで新たな汚染源となることがなく、汚染拡大及びこれに付随する処理を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を、図面を用いて説明する。
本発明の鉛弾回収システムは、例えば屋外の射撃練習場等、鉛弾が散在した土壌から鉛弾を効率的に回収するシステムである。また、広大な敷地の土壌を処理対象とする場合も想定されるため、鉛弾の分布を事前に調査し、鉛弾の散在範囲をある程度特定しておくとより効果的である。但し、以下の実施の形態は、鉛弾が散在した射撃場の土壌に限らず、その他の導電体が固形分の状態で散在した類似環境の土壌を対象とした場合にも、適用可能なものである。
【００１５】
図１は、本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を模式的に表した概念図である。
この図１に示すように、本システムは、大きく分類すると、土砂を粉砕して土砂から鉛弾を分級する粉砕分級工程Ａと、粉砕分級工程Ａで粉砕された土砂から鉛弾を選別する選別工程Ｂとからなる。
【００１６】
粉砕分級工程Ａでは、油圧ショベル１００によって供給された土砂（散在する鉛弾によって汚染された汚染土壌）を予め細粒化する予細粒化装置１１０と、気体供給装置２００と、気体供給装置２００からの気体（例えば空気等）のエネルギによって予細粒化装置１１０によって細粒化された土砂を乾燥させつつ粉砕し鉛弾を分級する粉砕分級装置２１０と、この粉砕分級装置２１０からの排気からダスト（残留した土砂細粒分等）を除去するバグフィルタ２７０と、真空ポンプ２９５とが用いられる。
【００１７】
上記油圧ショベル１００は、通常の建設現場でごく一般的に用いられる自走式のものであり、走行体１０１と、この走行体１０１の上部に旋回可能に設けた旋回体１０２と、この旋回体１０２に回動自在に接続された多関節型の作業装置１０３とを備えている。このような構成により、油圧ショベル１００は、作業装置１０３によって土壌を掘削して集積し、集積した土砂を予細粒化装置１１０に投入する。なお、この油圧ショベル１００は、対象土砂を予細粒化装置１１０に供給する土砂供給手段として配置したものであり、この限りにおいては、例えばベルトコンベア等の他の装置で代替しても構わない。
【００１８】
図２は本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する予細粒化装置１１０の全体構成を示す側面図である。
この図２において、１はフレームで、このフレーム１は、複数の支持ポストと、これら複数の支持ポスト上に設けられた複数の支持部材とで架台を構成している。２は土砂を搬送する搬送コンベアで、そのコンベアフレーム３は、搬送方向下流側（図２中の右側）に向かって上り傾斜となるように、上流側（図２中左側）がフレーム１に、下流側が脚７にそれぞれ支持されている。４，５は、それぞれコンベアフレーム３の両端に回転自在に設けた従動輪及び駆動輪、６はこれら従動輪４及び駆動輪５に掛け回した搬送ベルトで、図示しない駆動装置で駆動輪５を回転駆動させることにより、駆動輪５と従動輪４との間で搬送ベルト６を循環駆動させるようになっている。８は搬送ベルト６の搬送面を支持する複数の支持ローラで、これら支持ローラ８は、搬送ベルト６の搬送面の下側に所定の間隔で複数配置されている。
【００１９】
９は土砂を受け入れるホッパで、このホッパ９は、コンベアフレーム３における土砂搬送方向上流側（図２中の左側）端部に位置するように、支持部材１０を介してフレーム１に支持されている。また、ホッパ９は、上方に向かって拡開するよう形成されており、例えば上記油圧ショベル１００等といった土砂供給手段からの土砂を受け入れ、搬送ベルト６上に導くようになっている。ホッパ９の下部開口部の幅は、搬送ベルト６の幅とほぼ同等かそれよりも小さく設定されている。
【００２０】
また、ホッパ９の下流側側壁には、搬送ベルト６に対向して土砂切出口（図示せず）が切り欠いて設けられており、上記搬送コンベア２は、ホッパ９内の土砂をこの土砂切出口を介してホッパ９外に搬送するようになっている。搬送コンベア２による土砂搬送量は、土砂切出口の開口面積及び搬送ベルト６の搬送速度により定まる。
【００２１】
１１は搬送ベルト６上を搬送される土砂に添加材を供給する添加材供給装置で、この添加材供給装置１１は、ホッパ９よりも下流側（図２中の右側）に位置するように、フレーム１に支持されている。土砂に添加する添加材としては、例えば生石灰、消石灰等のように、土砂の塑性を低下させる性質、或いは土砂を構成する土砂粒子を包み込む性質を持つものが好ましい。
【００２２】
添加材供給装置１１は、水平断面が略方形の添加材の貯留部１２と、この貯留部１２内の添加材を下方に導出する供給部１３と、貯留部１２内の添加材を供給部１３に導く漏斗の役割を果たすシュート１４とで構成されている。
【００２３】
貯留部１２は、シュート１４に連設した蛇腹部１５と、この蛇腹部１５の上部をカバーする天板部１６とで構成されている。蛇腹部１５は、伸縮自在なフレキシブルな材料（例えばポリエチレン系ゴム材料等）で構成されており、内部に貯留した添加材からの内圧が作用するため、複数の補強リング１７で補強されている。このとき、蛇腹部１５内の添加材による内圧は、下方ほど高くなるため、図２に示すように下方になるほど上記補強リング１７の取り付けピッチを狭くしてある。
【００２４】
前述した蛇腹部１５は、例えば稼動時等には、蛇腹部１５を伸長させた状態で固定して貯留部１２の内部容積を十分確保、トレーラ等で輸送するとき等には、蛇腹部１２を縮減させて固定することにより、輸送高さをその制限内に収める機能を有している。
【００２５】
１８は天板部１６のほぼ中央の改良材投入口に設けた開閉蓋で、この開閉蓋１８は、外方に開くようになっており、全開状態では図示しないストッパにより斜め上方に拡開するような格好で静止するようになっている。特に図示していないが、前述した貯留部１２内には、カッタが設けられている。このカッタは、添加材の投入口に臨むよう、上方に向かって突設して設けられており、投入口を通してクレーン等により貯留部１２内に挿入される添加材のフレキシブルコンテナの底部を切り裂き、その内部の添加材を、円滑に貯留部１２内に充填させる機能を有している。
【００２６】
図３は、上記供給部１３の詳細構造を表す断面図である。
この図３において、１９は供給部１３の略円筒形状のケーシングで、このケーシング１３は、その添加材供給口２０が搬送ベルト６の上方に位置するように設けられている。２１はケーシング１９内に軸受によって回転可能に支持された回転軸、２２はこの回転軸２１の外周に螺旋状に設けたスクリュー（オーガ）である。このスクリュ２２のピッチは、供給口２０側に向かうにしたがって徐々に大きく設定している。これは添加材の供給が、上流側に偏ってしまう場合があり、その結果、いわゆるラットホール現象が生じる可能性があるので、このラットホール現象の発生を抑制するためである。
【００２７】
２３は回転軸２１に連結した駆動装置で、この駆動装置２３はスクリュ２２を回転させる。これにより、スクリュ２２は、供給部１３内部の添加材を供給口２０に向かって移送し、搬送コンベア６上を搬送される土砂に添加材を一定量ずつ供給するようになっている。なお、駆動装置２３は、回転速度が制御可能な構成となっており、回転速度を制御することで添加材の供給速度が調整可能となっている。また、ケーシング１９は、図２を参照して分かるように、添加材の移送方向（図２の右方向）に上り傾斜に配設し、添加材供給装置１１の高さを低くできるように配慮してある。なお、本実施の形態においては、供給部１３をスクリュフィーダで構成しているが、例えばロータリフィーダ等を用いることも可能である。
【００２８】
図２において、２４は搬送コンベア１１上を搬送される汚染土壌及び添加材を混合する解砕装置である。本例では、この解砕装置２４を２台設ける例を図示したが、台数に限定はなく、３台以上設けても良いし、１台のみを設ける構成としても構わない。
【００２９】
図４は解砕装置２４の詳細構造を表す側面図、図５はこの図５中のＶ−Ｖ矢視断面図、図６は図６中のVI−VI矢視断面図で、これらの図において、先の各図に示した符号と同符号のものは同一部分である。
図４乃至図６において、１５１はコンベアフレーム３上に設けた支持架台で、この支持架台１５１は、コンベアフレーム３上に設けたベースフレーム１５１ａと、このベースフレーム１５１ａ上に立設した複数のポスト１５１ｂと、これらポスト１５１ｂ上に設けたブラケット１５１ｃとで構成されている。１５２はこの支持部材１５１に揺動可能に支持された揺動部材で、この揺動部材１５２の上端は、ブラケット１５１ｃに対し支軸１５３を介して連結されている。
【００３０】
１５５は汚染土壌を添加材とともに解砕する回転体で、この回転体１５５は、揺動部材１５２の先端に回転可能に保持された回転軸１５６と、この回転軸１５６に対して略放射状に設けられた複数の羽根１５７とで構成されている。回転軸１５６は、コンベアフレーム３とほぼ直交する向き（図５の左右方向）に延在するよう、搬送ベルト６上方に略水平に設けられている。また回転軸１５６は、軸受１５８，１５８を介して揺動部材１５２に支持された両端の支持部１５６ａ，１５６ａと、これら支持部１５６ａ，１５６ａ間に介設された中間部１５６ｂとで構成されている。これら中間部１５６ｂと支持部材１５６ａ，１５６ａとの対向端部には、それぞれフランジ１５６ｃが設けられており、中間部１５６ｂと支持部材１５６ａ，１５６ａとは、互いのフランジ１５６ｃを介し、例えばボルト等により締結されている。
【００３１】
ここで、羽根１５７は、図６に示すように搬送ベルト６の搬送方向と反対方向に回転すると共に、回転体１５５の回転方向に対して反対方向に傾斜して設けられている。また、羽根１５７は、それぞれ回転軸１５６の軸方向に湾曲して形成されており、その湾曲方向は、周方向に隣接する羽根１５７同士で互い違いになっている。回転体１５５の回転軌跡は、搬送ベルト６に近接している。このように、羽根１５７を土砂搬送方向と反対方向に回転させることにより、搬送中の土砂や添加材を一部跳ね戻すような格好となり、汚染土壌及び添加材と羽根１５７との接触頻度を確保するようになっている。また、これと共に、各羽根１５７が回転軸１５６の軸方向に湾曲していることにより、土砂や添加材と、羽根１５７との接触面積が確保されるよう配慮されている。
【００３２】
なお、１５９は回転軸１５６の中間部１５６ｂに軸方向にほぼ等間隔で取り付けられた取り付け板で、各羽根１５７は、厳密にはこの取り付け板１５９に対し、例えばボルト１６０等により着脱可能に設けられている。そして、前述にように、この中間部１５６ｂは、回転軸１５６の支持部１５６ａ，１５６ａに対して着脱可能であるため、羽根１５７を交換する際には、中間軸１５６ごと取外し可能な構成となっている。前述した揺動部材１５２は、各羽根１５７と搬送ベルト６との間への石等の噛み込みによる羽根１５７の回転停止を防止する機能を有している。
【００３３】
１６１は解砕装置２４の駆動装置で、この駆動装置１６１は、一方側（図５中の右側）の上記ブラケット１５１ｃ上に設けられている。１６２，１６３は、それぞれ駆動装置１６１の出力軸１６１ａ及び回転軸１５６の支持部１５６ａの端部に設けたスプロケット、１６４はこれらスプロケット１６２，１６３に掛け回されたチェーンである。これにより、駆動装置１６１の駆動力が回転体１５５に伝達され、図６に示したように回転体１５５を回転駆動させるようになっている。駆動装置１６１は、回転速度が調整可能である。
【００３４】
１６５は回転体１５５を覆うように形成され、回転体１５５により跳ね上げられる土砂や添加材の飛散を防止するカバーである。このカバー１６５は、回転軸１５６（支持部１５６ａ）により回転可能に支持され、揺動部材１５２に対し相対的に揺動可能な構成となっている。また、カバー１６５の側面には、図５に示すように、回転軸１５６（支持部１５６ａ）と同心の円弧状に形成した溝１６６ａを有するプレート１６６が、複数（この例では片側２つづつ、計４つ）取付けてある。１６７は揺動部材１５２の内側に設けたピンで、このピン１６７は、プレート１６６に対応して設けられ、プレート１６６の溝１６６ａ内に嵌合している。これにより、搬送ベルト６上の搬送土砂に大きな異物が混入していた場合等は、揺動部材１５２が揺動して回転体１５５と搬送ベルト６との間に異物が噛み込むことを防止し、これとともに、揺動時にもカバー１６５と搬送ベルト６との間の隙間を極力小さくし土砂の飛散を防止するようになっている。
【００３５】
以上の構成により、予細粒化装置１１０は、ホッパ９に受け入れた土砂を搬送コンベア２により搬送し、その搬送中、添加材供給装置１１により土砂に添加材を供給し、解砕装置２４により添加材と共に解砕（細粒化）する。
【００３６】
図１に戻り、上記気体供給装置２００は、いわゆるルーツ式等の容積型のブロワ２０１で構成される。ブロワ２０１は、駆動装置２０２から伝達ベルト２０３を介して伝達される駆動力によって駆動するようになっている。２０６は駆動装置２０２により回転駆動される駆動ロータで、特に図示していないが、この駆動ロータには、伝達ギアを介して従動ロータが噛合しており、従動ロータ及び駆動ロータは同期して反対方向に回転し、吸込空気を圧縮して吐出する。
【００３７】
ブロワ２０１のケーシングには、吸入口２０４と吐出口２０５とが設けられており、吸入口２０４の上端部には、消音機２０７が取り付けられている。一方、吐出口２０５は、ケーシング２０６の下方から突出している。吐出口２０５は、接続管２０８を介して粉砕分級装置２１０に接続している。
【００３８】
このような構成によって、気体供給装置２００は、駆動装置２０２によって駆動ロータ及び従動ロータを回転駆動させ、消音機２０７及び吸入口２０４を介してケーシング２０６内に吸い込んだ気体（空気）を、吐出口２０５及び接続管２０８を介して粉砕分級装置２１０に供給するようになっている。
【００３９】
図７は本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する粉砕分級装置２１０の全体構成を表す正面断面図、図８はその上面図、図９は図８中のIX−IX矢視断面図で、これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図７乃至図９において、粉砕分級装置２１０は、鉛弾が散在した土砂を受け入れるホッパ２１１と、このホッパ２１１に接続され、曲成部２１２及びこの曲成部２１２の下流側に設けられた立ち上がり部２１３を有する土砂粉砕及び鉛弾分級用の管路２１４と、この管路２１４における曲成部２１２を含む複数箇所に取り付けた噴射ノズル２１５と、管路２１４に接続され、管路２１４及び噴射ノズル２１５に空気流を供給する空気供給手段としてのエアタンク２１６と、管路２１４中を流れる空気流の流速を、立ち上がり部２１３で土砂が上昇し土砂に含まれる鉛弾が下降するように調整する流速調整手段としての拡口部材２１７とを備えている。そして、この粉砕分級装置２１０は、図７中二点鎖線を境界にして曲成部２１２を有する粉砕部２１８と、立ち上がり部２１３及び鉛弾の排出部２２０を有する分級部２１９とから構成されている。
【００４０】
管路２１４は、複数（本例では９つ）の円筒管２２１〜２２９をシール材を介在させてフランジをボルト締結して構成されており、フランジ間の気密性を確保するとともに、分割可能であるので、管内のメンテナンスや点検及び各部の補修が容易な構成となっている。本実施形態では、管路２１４をその目的や役割から分割しているが、その数を限定するものではなく、その他目的とする範囲で、これよりも多数あるいは少数となっても良い。
【００４１】
最上流位置の円筒管２２１は、上部に連設された導入管２３０を介してホッパ２１１と接続しており、またその上流側端部（図７中左端部）のフランジ面には、シール材（図示せず）を介してプレート２３１がボルト締結されている。このプレート２３１には、加速射出ノズル２３２が螺合されている。上記ホッパ２１１は、予細粒化装置１１０の搬送コンベア２の放出端の下方に位置している。ホッパ２１１は、搬送コンベア２から放出される土砂の受け入れ性を考慮して上方に向かって拡開しており、その上部開口の開口幅は、搬送コンベア２の搬送ベルト６の幅よりも広くなっている。
【００４２】
円筒管２２１の下流側に連設された円筒管２２２は、曲成部２１２を有する曲管で、曲成部２１２の外周側には、管壁と直交する方向に対し所定角度流れ方向に向かうように傾斜させた複数の加速射出ノズル２３３が螺合されており、曲成部２１２を挟む直管部には、各対が対向するように複数対の対向射出ノズル２３４が螺合して設けられている。これら加速射出ノズル２３３、対向射出ノズル２３４は、それぞれ曲がり流路部分、直線流路部分に設けられており、加速射出ノズル２３３は、主に土砂に推進力を与える役割を果たす空気流を、対向射出ノズル２３４は、主に土砂を粉砕する役割を果たす空気流を射出する。なお、これらのノズル２３３，２３４は、管中心に対して偏心した方向に向け、管路２１４中の空気流に旋回成分を与えるようにしても良い。
【００４３】
円筒管２２１は、円筒管２２３〜２２８で構成された迂回流路を介して最下流側の円筒管２２９に接続されている。本実施形態においては、迂回流路を構成する円筒管２２３〜２２８のうち、立ち下がり流路である円筒管２２４及び立ち上がり流路である円筒管２２６には、先の円筒管２２２と同様、各対が対向するように複数対の対向射出ノズル２３４が螺合して設けられている。また、これら円筒管２２４，２２６を接続するＵ字管で構成された円筒管２２５には、円筒管２２２の曲成部２１２と同様、管壁と直交する方向に対し所定角度流れ方向に向かうように傾斜させた複数の加速射出ノズル２３３が螺合されている。
【００４４】
また、円筒管２２７には、前述した拡口部材２１７が設けられている。本実施形態において、この拡口部材２１７は、例えばレデューサ等により構成されており、円筒管２２７は、口径の異なる小径部２３５とその下流側の大径部２３６とを、この拡口部材２１７により連結して構成された拡径流路をなしている。これにより、分級部２１９に流入する管路２１４内の空気流が減速するようになっている。
【００４５】
ここで、空気流に乗って上昇する物質に作用する浮力と重力が釣り合うときの空気流の流速と物質移動速度との差を終末速度といい、拡口部材２１７による空気流の減速能力及び気体供給装置２００による空気の供給速度は、円筒管２２９に到達した空気流の流速が、土砂の終末速度と鉛弾の終末速度との間の値となるように設定する。すなわち、拡口部材２１７は、円筒管２２９の立ち上がり部２１３における空気流の流速が、粉砕された土砂を上昇させこれに含まれる鉛弾を下降させる値まで減速するように、その減速能力（この場合、小径部２３５と大径部２３６との管径差）が、立ち上がり部２１３に到達する時点での土砂の性状や速度、及び気体供給装置２００による供給空気の吐出流速に応じて設定される。
【００４６】
なお、本実施形態において、拡口部材２１７として、拡口部材を用いたが、要は、流速調整を行うことができれば足りるので、気体供給装置２００による吐出流速の調整機能も流速調整手段としての機能を果たし、さらには、エアタンク２１６の射出ノズル２４５（後述）、加速射出ノズル２３２，２３３、対向射出ノズル２３４等の開口径を調整することによっても、流速調整手段の機能を果たし得る。これらの場合に、拡口部材２１７を必要としない場合は、拡口部材２１７を省略しても構わない。
【００４７】
分級部２１９を構成する円筒管２２９は、その上流側の配管２２８からの接続部２３７が、水平方向から鉛直上向きに方向に緩やかに流路方向を変化させるように立ち上がり部２１３に接続している。また、立ち上がり部２１３の下端部には、前述した排出部２２０が接続されている。
【００４８】
排出部２２０は、いわゆるロータリフィーダにより構成されており、立ち上がり部２１３の下端に、図示しないシール材を介在させてフランジ同士をボルト締結して取り付けられている。具体的には、ケーシング２３８内に、回転軸２３９に複数の隔壁２４０を放射状に設けたロータ２４１を設けた構成であり、立ち上がり部２１３で土砂と分離されて下降した鉛弾等の混在物を各隔壁２４０間の空間に導入し、ロータ２４１を回転させることにより、順次下方に排出するようになっている。
【００４９】
ここで、上記エアタンク２１６は、その側壁２４２，２４３に、それぞれ空気を導入する導入口２４４、螺合された複数（本例では４つ）の射出ノズル２４５が設けられている。導入口２４４には、気体供給装置２００からの接続管２０８が接続している。各射出ノズル２４５は、前述した管路２１４に取り付けた加速射出ノズル２３２，２３３及び対向射出ノズル２３４に、それぞれホース２４７を介して適宜接続されている。また、エアタンク２１６は、上記導入口２４４及び射出ノズル２４５を螺合した排出口（図示せず）以外は実質密閉構造をなし、射出ノズル２４５の合計開口面積は、導入口２４４の開口面積に比して極めて小さくなっている。これにより、エアタンク２１６の内部が高圧を保ち、射出ノズル２４５から高速で空気流が射出され、加速射出ノズル２３２，２３３及び対向射出ノズル２３４を介して、管路２１４内に空気が噴射されるようになっている。なお、エアタンク２１６からの空気の吐出流速は、射出ノズル２４５の口径や、気体供給装置２００の空気の供給量によって調整可能である。
【００５０】
以上のような構成により、粉砕分級装置２１０は、管路２１４内に供給された空気流によって導入した土砂を乾燥させつつ、土砂同士の衝突や気流に乗った土砂が管路２１４の曲成部２１２や対向射出ノズル２３４からの噴射空気等と衝突することで土砂を細粒化する。細粒化された土砂は、円筒管内の空気の流れに乗り立ち上がり部２１３で終末速度の差から鉛弾と分離され、最下流に位置する円筒管２２９から排出される。立ち上がり部２１３にて、空気流により搬送されずに粉砕土砂から分離された鉛弾は、排出部２２０から順次排出される。
【００５１】
図１０は、本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成するバグフィルタ２７０の全体構成を表す断面図で、この図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
この図１０に示したバグフィルタ２７０は、公知の構成の濾過式集塵機で、本体をなす集塵室２７１と、この集塵室２７１の下部に連接したシュート２７２と、このシュート２７２の下部に連接した排出部２７３とで概略構成されている。
【００５２】
集塵室２７１は、上下が開口した断面が四角形の筒体からなり、その上下端部にはそれぞれフランジ２７４，２７５が設けてあって、これらフランジ２７４，２７５を介して、それぞれ天板２７６、上記シュート２７２がボルト締結されている。また、シュート２７２には、導入口２７７が設けられている。導入管２７７には、その端部に設けたフランジ２７９を介し、粉砕分級装置２１０の円筒管２２９との接続管２６３が接続している。また、天板２７６には、排出管２８１が連接された排出口２８０が設けられている。排出管２８１には、その端部に設けたフランジ２８２を介し、真空ポンプ２９５と接続する接続管２８３が接続している。また、集塵室２７１の内部には、複数のフィルタ２８４が重ね合わせて配設されている。フィルタ２８４は、細かいダスト（土砂細粒分等）を捕集する目の細かい濾布から構成される。
【００５３】
シュート２７２は、集塵室２７１において分離されたダストを排出部２７３に導く漏斗の役割を果たすよう、下方に向かって縮径する略四角錐形状をなしており、互いのフランジ間にシール材（図示せず）を介在させて集塵室２７１にボルト締結されている。
【００５４】
排出部２７３は、粉砕分級装置２１０の排出部２２０と同様、いわゆるロータリフィーダにより構成されており、シュート２７２の下端に、図示しないシール材を介在させて互いのフランジ同士をボルト締結して取り付けられている。具体的には、ケーシング２８５内に、回転軸２８６に複数の隔壁２８７を放射状に設けたロータ２８８を設けた構成であり、捕集されたダスト（土砂細粒分）を各隔壁２８７間の空間に導入し、ロータ２８８を回転させることにより、順次下方に排出するようになっている。なお、この排出部２７３としては、ロータリフィーダに限られず、いわゆるスクリュフィーダ等を用いても良い。
【００５５】
上記構成により、バグフィルタ２７０に導入されたダストを含んだ空気は、清浄空気とダストに分離されて、回収されたダスト（土砂細粒分）は排出部２７３を介し排出され、清浄化された空気は大気に放出される。
【００５６】
図１に戻り、選別工程Ｂでは、粉砕分級工程Ａを経て細粒化された土砂の中から磁力を利用して鉛弾を回収する鉛弾回収装置５００が用いられる。
【００５７】
図１１は、本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する鉛弾回収装置５００の概略構成を表す側断面図で、この図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図１１に示すように、鉛弾回収装置５００は、選別装置によって選別された選別物を受け入れるホッパ５０１と、このホッパ５０１によって受け入れた選別物を搬送するコンベア５０２と、このコンベア５０２の放出端近傍に設けた選別機５０３とを備えており、コンベア５０２上を搬送される選別物の中から、選別機５０３から発生させた交番磁界の作用によって鉛弾を選別し回収するようになっている。
【００５８】
ホッパ５０１は、上方に向かって拡開した枠型の部材で、コンベア５０２の上流側（図１１中左側）の端部上に設けられており、粉砕分級装置２１０の排出部２２０から排出された鉛弾や石等の選別物を受け入れる役割を果たす。従って、当該鉛弾回収装置５００は、このホッパ５０１が、粉砕分級装置２１０の排出部２２０の下方に位置するように配置されている。
【００５９】
コンベア５０２は、そのコンベアフレーム５０４と、このコンベアフレーム５０４の両端に回転自在に設けた駆動輪５０５及び従動輪５０６と、これら駆動輪５０５及び従動輪５０６の間に掛け回したコンベアベルト５０７とを備えており、図示しない架台によって支持されている。これによって、図示しない駆動装置によって、駆動輪５０５を回転駆動させ、従動輪５０６との間でコンベアベルト５０７を循環駆動させるようになっている。
【００６０】
選別機５０３は、従動輪５０６の内周部に従動輪５０６に摺接可能に設けたドラム５０８と、このドラム５０８の内周部に極性が交互に変化するように固定して配置した複数の磁石５０９，５１０とで構成されている。ドラム５０８は、駆動輪５０５を回転駆動させる駆動装置とは別の駆動装置（図示せず）によって、従動輪５０６の回転方向と逆方向に回転可能に構成されており、ドラム５０８をコンベアベルト５０７と反対方向に回転させることによって、コンベアベルト５０７上に交番磁界を形成するようになっている。
【００６１】
これにより、ホッパ５０１によって受け入れられた選別物に含まれる導電体である鉛弾の表面には、コンベアベルト５０７により搬送され、その放出端付近にて選別機５０３によって形成された交番磁界を横切る際、渦電流が発生することになる。この渦電流によって生ずる磁界は、常に選別機５０３の交番磁界と同極となるので、鉛弾は、瞬間的にコンベアベルト５０７から弾き飛ばされ、コンベア５０７の放出端からやや離間配置した有底枠状の回収箱５１１に回収される。渦電流が生じない石や土砂等は弾き飛ばされることなくそのままコンベア５０７の放出端から落下するので、これによって、鉛弾が、その他の選別物と分離されることになる。
【００６２】
なお、特に図示していないが、回収箱５１１は、図示しない支持部材によって地面から所定高さのところに設置され、その下部には開閉扉が設けられており、回収した鉛弾を容易に取り出すことができるようになっている。また、図１１では、回収箱５１１をコンベア５０２の放出端の前方に若干離間した位置に設けているが、より確実に鉛弾を回収する上では、回収箱５１１をコの字型に形成し、鉛弾以外の搬送物が落下するスペースを確保して、コンベア５０２の放出端付近を覆うように配置するとより好ましい。
【００６３】
次に、上記構成の本実施の形態の鉛弾回収システムの動作及び作用について説明する。
図１に示したシステムにおいて、まず、油圧ショベル１００によって対象土壌を掘削し、予細粒化装置１１０のホッパ９に投入すると、ホッパ９に投入された土砂は、搬送コンベア２により、順次ホッパ９外へ搬送され、搬送中に、添加材供給装置１１から供給された石灰等の添加材とともに解砕装置２４によって、予解砕（予細粒化）される。このように、添加材が添加された状態で解砕され添加材と混合されることにより、土砂は塑性を低下させ、その結果、例えば１０ｍｍ程度の粒径まで解砕され、表面に添加材が付着した状態となって排出される。
【００６４】
但し、本実施の形態においては、油圧ショベル１００により掘削された土砂が大きな土塊を形成している場合、或いは扱いが困難な高粘性の土砂である場合等には、粉砕分級装置２１０に直接供給することが困難であることからこのように予細粒化装置１１０を用いて前処理を行うが、例えば土砂が大きな土塊をなさない場合、具体的には、既に土塊の粒径が１０ｍｍ程度或いはそれ以下である場合等には、必ずしも予細粒化装置１１０を用いる必要はなく、粉砕分級装置２１０に直接土砂を供給するようにしても良い。また、粉砕分級装置２１０の前段に篩を用いて１０ｍｍ程度以下の土砂を予め選別しておき、粉砕分級装置２１０に投入することも考えられる。篩を用いた場合には、大きな石等の異物が予め除去されるので、粉砕分級装置２１０への噛み込み等も未然に防止される。
【００６５】
予細粒化装置１１０により予め解砕されて粒径が比較的小さくなった土砂は、粉砕分級装置２１０に投入される。このとき、予細粒化装置１１０の後段にコンベア等を配置し、このコンベアによって粉砕分級装置２１０に土砂が供給されるようにしても良い。また、予細粒化装置１１０から粉砕分級装置２１０に連続的に土砂が供給されるようにしなくても、例えば、予細粒化装置１１０から排出された土砂は、養生や乾燥のために一旦別の場所にストックしても良い。
【００６６】
粉砕分級装置２１０においては、ブロワ２０１からの供給空気がエアタンク２１６内で昇圧され、加速射出ノズル２３２，２３３、対向射出ノズル２３４を介して管路２１４内に高速で吐出されている。管路２１４内に土砂が供給されると、土砂は管路２１４内の空気流に同伴し、空気流に晒されることで乾燥してさらにその塑性を低下させ（脆い状態になり）、なおかつ、その途中で曲成部２１２、対向射出ノズル２３４や加速射出ノズル２３３からの射出空気、或いは管路２１４の内壁と衝突することによって粉砕され、さらに細粒化される。このとき、ブロワ２０１から供給される空気の供給量を制御して、加速射出ノズル２３２，２３３、対向射出ノズル２３４からの吐出流速を速くする等、土砂に与える噴流の運動エネルギを大きくすることで、粉砕効果をさらに高めることができる。
【００６７】
管路２１４内の土砂は、こうして細粒化されつつ空気流に同伴してさらに下流側へと搬送され、終末速度の差によって、立ち上がり部２１３にて鉛弾と分離される。つまり、比較的比重の小さな土砂は、空気流が減速された立ち上がり部２１３においても、空気流により与えられる浮力が重力に打ち勝って空気流に同伴して上昇するのに対し、比重の大きな鉛弾やその他の異物等は、重力の作用が浮力よりも大きくなり、空気流に同伴されずに下降する。これにより、鉛弾やその他の異物等が土砂から分級され、排出部２２０を介して排出されて鉛弾回収装置５００に導かれる。一方、粉砕分級装置２１０から排出された土砂は、空気流に同伴して、接続管２６３を介しバグフィルタ２７０に導入され、フィルタ２８４により捕集され、清浄空気として大気に開放される。捕集された土砂は、排出部２７２から排出され、例えば、図示しない搬送コンベア等を用いて、不溶化処理等の汚染対策措置を行う工程に別途移行させる。
【００６８】
鉛弾回収装置５００に導入された鉛弾やその他の異物等は、ホッパ５０１に受け入れられた後、コンベアベルト５０７により搬送される。そして、選別機５０３から発生する交番磁界を横切るとき、鉛弾のみがコンベアベルト５０７から弾き飛ばされ、石等の他の異物と分離されて回収箱５１１に回収される。
【００６９】
本実施の形態においては、上述したように、粉砕分級装置２１０によって土砂を乾燥させつつ効率的に粉砕し、鉛弾を高精度に分級することができるので、鉛弾回収装置５００によって、容易かつ高精度に鉛弾を精度良く回収することができる。そして、一連の工程の中で水を用いた処理を一切行わないので、土砂に溶出した鉛が処理水に溶け込んで新たな汚染源となることがなく、汚染拡大及びこれに付随して行うべき処理を回避することができる。このとき、粉砕分級装置２１０に供給される土砂は、予細粒化装置１１０で予め添加材と混合され、これにより塑性が低下して粉砕され易い状態となっており、高速の空気流にさらされることによって、高い乾燥効果が期待でき、管路２１４の内壁面への付着等といった不具合も生じ難い。
【００７０】
また、二次汚染による処理対象物が生じないことや、各装置が輸送可能なコンパクトな機器で構成されているので、現場での処理が可能となり、対象となる土砂を場外のプラント等に持ち出す必要がなく、土砂の運搬費用の発生を抑制することができる。また、鉛弾を除去した土砂に対し、不溶化処理や洗浄処理等といった汚染防止措置を重点的に施すことで、全体的な処理コストの低減と効果的な浄化が実現できる。また、一貫して乾式処理によって鉛弾を回収することができるので、処理時間も大幅に短縮することができる。
【００７１】
さらに、本システムは、大型なプラントと異なり、比較的簡易かつ小型の装置を配置して構成されているので、現場間搬送も容易であり、設置箇所や処理現場が特定箇所に限定されることもない。このように、本システムは、モバイル性の高いシステムであることから、処理現場に応じて汎用的に用いることが可能となり、これによっても、施工期間の短縮、ひいては処理コストの低減の効果が期待できる。
【００７２】
また、本実施形態において、例えば、図１２に示すように、気体供給装置２００とエアタンク２１６との間を接続する接続管２０８に、例えばヒータ等の加熱手段６００を追設することによって、粉砕分級装置２１０に供給する空気の温度を調整可能な構成とすれば、加熱手段６００にて昇温させた空気を粉砕分級装置２１０に供給することにより、土砂をさらに効率的に乾燥させることができる。これにより、含水比が比較的高い土砂を粉砕分級装置２１０に供給しても、効率的に粉砕し鉛弾を分級することができる。この場合、土砂の性状により粉砕できる条件が異なるので、各ノズル２３２，２３３，２３４からの吐出流速とともに、空気温度等を事前に検討しておき、処理対象土砂に合った条件を選定する。
【００７３】
なお、以上においては、土砂の塑性を下げること、土砂を予めある程度細粒化しておくことを目的として、予細粒化装置１１０を用いて土砂を添加材とともに解砕、混合したが、例えば、予細粒化装置１１０に代えていわゆる土質改良機を用いることもできる。一般に、土質改良機は、土砂を受け入れるホッパと、ホッパ外に土砂を搬送する搬送コンベアと、添加材を供給する添加材供給装置と、搬送コンベアからの土砂を添加された添加材と攪拌、混合する混合装置と、混合装置から排出された土砂及び添加材の混合物を機外に排出する排出コンベアとを備えて構成されているものである。また、通常、土質改良機には、ホッパの上方に篩が設けてある場合が多く、予め大きな異物を除去する必要がある場合にも好適である。また、土質改良機には、定置式のものと自走式のものがあるが、いずれであっても適用可能である。但し、前述した予細粒化装置１１０にあっても、フレーム１の下部に走行体を設けて自走可能な構成とすることもできるし、ホッパ９の上方に固定式或いは振動式の篩を設ける構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を模式的に表した概念図である。
【図２】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する予細粒化装置の全体構成を示す側面図である。
【図３】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する予細粒化装置に備えられた供給部の詳細構造を表す断面図である。
【図４】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する予細粒化装置に備えられた解砕装置の詳細構造を表す側面図である。
【図５】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する予細粒化装置に備えられた解砕装置の詳細構造を表す図５中のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する予細粒化装置に備えられた解砕装置の詳細構造を表す図６中のVI−VI矢視断面図である。
【図７】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する粉砕分級装置の全体構成を表す正面断面図である。
【図８】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する粉砕分級装置の全体構成を表す上面図である。
【図９】図８中のIX−IX矢視断面図である。
【図１０】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成するバグフィルタの全体構成を表す断面図である。
【図１１】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態を構成する鉛弾回収装置の概略構成を表す側断面図である。
【図１２】本発明の鉛弾回収システムの一実施の形態に加熱手段を追設した例を模式的に表した概念図である。
【符号の説明】
【００７５】
２１１      ホッパ
２１２      曲成部
２１３      立ち上がり部
２１４      管路
２１６      エアタンク（空気供給手段）
２１７      拡口部材（流速調整手段）
２３２      加速射出ノズル（噴射ノズル）
２３３      加速射出ノズル（噴射ノズル）
２３４      対向射出ノズル（噴射ノズル）
２８４      フィルタ
５００      鉛弾回収装置
【図１】
2005230640.tif 000003
【図２】
2005230640.tif 000004
【図３】
2005230640.tif 000005
【図４】
2005230640.tif 000006
【図５】
2005230640.tif 000007
【図６】
2005230640.tif 000008
【図７】
2005230640.tif 000009
【図８】
2005230640.tif 000010
【図９】
2005230640.tif 000011
【図１０】
2005230640.tif 000012
【図１１】
2005230640.tif 000013
【図１２】
2005230640.tif 000014